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特斯拉電動(dòng)車的發(fā)展歷程
好，背景信息終于介紹完了，言歸正傳回到Tesla（背景信息確實(shí)有點(diǎn)長(zhǎng)，但是不說(shuō)的話后面的事兒就講不清楚了）。
首先要解決的問(wèn)題，Tesla的創(chuàng)始人到底是誰(shuí)？
準(zhǔn)確的說(shuō)法，2003年底兩位成功企業(yè)家兼同事，Martin Eberhard和Marc Tarpenning從上一個(gè)公司成功退出，看著自己還年輕，也不愁吃穿，就著手計(jì)劃下一個(gè)牛逼的計(jì)劃。兩位都是世界級(jí)的工程師，Martin曾經(jīng)是 Wyse Technology的旗艦產(chǎn)品設(shè)計(jì)師。80年代初Wyse是大名鼎鼎，他們是世界上第一批做虛擬機(jī)和云計(jì)算的人，對(duì)比最近一年在硅谷看到的某些“云計(jì)算”“虛擬機(jī)”投資人我只能報(bào)以苦笑，他們恐怕連Wyse都沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)。Marc則是在軟件、固件和軟硬件融合多個(gè)產(chǎn)品多個(gè)應(yīng)用上有著非常輝煌的履歷。
總的來(lái)說(shuō)，兩個(gè)人都是既有夢(mèng)想又懂工程的大師。經(jīng)過(guò)半年的討論和思考，他們得出一下幾個(gè)結(jié)論：
1、現(xiàn)今的汽車行業(yè)30年之內(nèi)必不持久，石油供應(yīng)趕不上汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)；
2、汽車行業(yè)幾個(gè)新的技術(shù)方向，只有電動(dòng)汽車在近20年明確的可以超越傳統(tǒng)汽車技術(shù)并且可持續(xù)；
3、電動(dòng)汽車的各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)基本都成熟，臨門一腳開(kāi)發(fā)產(chǎn)品完全可行。
于是他們調(diào)研、設(shè)計(jì)，并且指定了企業(yè)的產(chǎn)品方向：首先開(kāi)發(fā)一款能夠跟保時(shí)捷GT3或者法拉利Enzo相媲美的高檔電動(dòng)跑車。正準(zhǔn)備去找VC老朋友Steve和John的時(shí)候，有人給他們介紹了給力哥Elon。三個(gè)夢(mèng)想家碰到一起，共同的工程背景，共同的行業(yè)和科技發(fā)展洞察力讓大家一拍即合。給力哥Elon在辦Zip2之前就想做電動(dòng)汽車公司，結(jié)果被Zip2和Paypal的事兒給忙忘了，賺了3億美金之后他終于想起了這事兒，一看這兩位跟他的愿景一致，想也不想就領(lǐng)投了他們的A輪。
公司的名字就叫Tesla Motors，紀(jì)念他們眼中最偉大的工程師尼古拉·特斯拉。如果我沒(méi)記錯(cuò)的話，Elon應(yīng)該任董事會(huì)主席，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，說(shuō)他是創(chuàng)始人應(yīng)該是沒(méi)問(wèn)題的，不過(guò)技術(shù)的架構(gòu)，產(chǎn)品的方向是Marc和Martin最開(kāi)始開(kāi)發(fā)的，Elon只是跟他們的vision很合拍而已。不過(guò)在這兒我要明確一點(diǎn)，我對(duì)三個(gè)人都是很佩服的，雖然我認(rèn)為開(kāi)始的開(kāi)發(fā)主要靠?jī)蓚€(gè)M，但是最佩服的還是Elon，為什么我之后會(huì)提到。
尼古拉·特斯拉（Nikoka Tesla）是科技史上最著名的隱藏boss
第二個(gè)問(wèn)題，Tesla起家給力在什么地方？
第一件事情是產(chǎn)品的愿景。他們的思路很清晰：任何一種新技術(shù)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域要經(jīng)歷三個(gè)階段：第一階段高端市場(chǎng)，高售價(jià)高成本； 第二階段中端市場(chǎng)，中等價(jià)格和中等成本；第三階段大眾市場(chǎng)：低成本低價(jià)格。他們現(xiàn)在只能做高端市場(chǎng)。通過(guò)了解，個(gè)人感覺(jué)前兩個(gè)階段兩位創(chuàng)始人的想法更多一些，尤其是第一階段思路是很清晰的，但是給力哥Elon在公司前3-4年就把三個(gè)階段真正都想明白了。
第二件事情是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有電動(dòng)車技術(shù)應(yīng)該做什么樣的高端產(chǎn)品？很明顯，豪華車房車做不了，電池技術(shù)續(xù)航能力不夠，輸出馬力到不了賓利的 30%，這種明顯是不行的。但是電動(dòng)汽車的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，扭矩和加速快，這一點(diǎn)連法拉利都遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上。因此，做一款超輕的高性能跑車是最合理的。
特斯拉電動(dòng)車的技術(shù)賣點(diǎn)
第三件事情是技術(shù)的開(kāi)發(fā)。Tesla Roadster的drivetrain技術(shù)是和AC propulsion合作+許可出來(lái)的，那么Tesla本身到底做了什么樣給力的技術(shù)創(chuàng)新？
1. DriveTrain控制改進(jìn)。最早Alan的EV1里面是模擬信號(hào)控制的，這跟通用汽車的DNA有關(guān)系，傳統(tǒng)汽車廠商對(duì)電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度沒(méi)有任何概念，他們根本就不知道什么是摩爾定律，而且有意思的是，最后導(dǎo)致Tesla成功的關(guān)鍵就是摩爾定律，這一點(diǎn)后面再講。Tesla團(tuán)隊(duì)的人把電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)全部改成數(shù)字控制，電容電感都扔掉通通用IGBT來(lái)控制輸入電流電壓。這樣的控制更精確更快速，并且整個(gè)系統(tǒng)可靠性非常高。Tesla作為最早進(jìn)入電動(dòng)車高功率電機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)廠商，他們?cè)?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/167/" target="_blank">電路設(shè)計(jì)，控制算法和固件開(kāi)發(fā)上領(lǐng)先所有對(duì)手至少5年。如果你同時(shí)開(kāi)過(guò)Nissan Leaf和Tesla Roadster就會(huì)知道，前者在加速，冷天氣等環(huán)境下的能耗是非常驚人的，導(dǎo)致整體用戶體驗(yàn)大幅下降。而且Nissan Leaf還算是全世界最好的電動(dòng)車之一。
2. 電池系統(tǒng)創(chuàng)新。促使Marc和Martin兩人做Tesla很大一個(gè)原因是鋰電池的出現(xiàn)。他們很先見(jiàn)的看到，EV1的年代用老式鉛酸電池能做出跟汽油車類似甚至更好的性能，那鋰系列電池讓電動(dòng)車前進(jìn)了一大步，徹底打敗所有其他的新能源車技術(shù)路線并且能夠有潛力讓電動(dòng)車性能遠(yuǎn)超汽油車。鋰系電池?fù)碛斜茹U酸電池更高的能量和功率密度，不過(guò)其熱特性和電特性都是很糟糕的。比如說(shuō)電壓。任何單芯鋰電池外電壓必須在2.7-3.3V之間否則就會(huì)過(guò)熱導(dǎo)致多米諾骨牌效應(yīng)。另外一塊大電池組內(nèi)溫度梯度要求也是非常嚴(yán)格的，如果一塊30千瓦時(shí)的電池任何兩點(diǎn)溫差為2度，離火災(zāi)就不遠(yuǎn)了。
如何“馴服”這難以控制的鋰電池？這一點(diǎn)Marc和Tesla的一號(hào)技術(shù)員工JB做出了杰出的貢獻(xiàn)。他們最終給出的解決方案是將7000個(gè)左右的2安時(shí)左右的18650封裝電池串并聯(lián)在一起。在最新一代Roadster的電池組里面69個(gè)小電池并聯(lián)封裝成一個(gè)電池磚，99個(gè)電池磚串聯(lián)成一個(gè)電池片，11個(gè)電池片并聯(lián)成一個(gè)電池系統(tǒng)，總共6831個(gè)電池。記得07年左右這個(gè)技術(shù)慢慢成熟的時(shí)候，總能在電視臺(tái)里看到一些經(jīng)典的評(píng)論員，打扮的油光水滑，裝腔作勢(shì)的說(shuō)：想到開(kāi)車的時(shí)候屁股底下墊著7000個(gè)筆記本電腦電池，這些Tesla的書呆子們走不了多遠(yuǎn)了！
然而，這一群給力的人讓無(wú)知的電視評(píng)論員們失望了，而且失望之極。事后證明，不僅他們的電池系統(tǒng)很穩(wěn)定，而且是世界上最穩(wěn)定的系統(tǒng)。后來(lái)大家聽(tīng)說(shuō)過(guò)中國(guó)電動(dòng)車起火，Volt起火，F(xiàn)isker起火，唯獨(dú)沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)Tesla電池起火。那么他們的解決方案為什么最穩(wěn)定呢？
首先，Marc和JB兩個(gè)人測(cè)試了當(dāng)年300種市面上品質(zhì)最好的電池，最后發(fā)現(xiàn)松下電池的穩(wěn)定性和一致性遠(yuǎn)超其他所有公司的電池，而松下的 18650封裝電池穩(wěn)定性又在其所有產(chǎn)品中最好，因此使用最穩(wěn)定的電池芯對(duì)其電池組的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。后來(lái)的故事大家也知道，Volt和Fisker都用過(guò)A123的電池都起過(guò)火，并且A123也破產(chǎn)了。第二件事情就是電壓控制和溫度控制。電池越小，可以測(cè)量的分辨率就越高，控制就越容易精確。當(dāng)然這個(gè)時(shí)候有人自然會(huì)問(wèn)：7000個(gè)電池太多太復(fù)雜了吧？怎么控制呢？但是在網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域，一個(gè)簡(jiǎn)單程序就能通過(guò)路由控制上萬(wàn)臺(tái)甚至幾百萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，而Marc更是這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)專家并且成功賣過(guò)一個(gè)公司。因此，在底特律傳統(tǒng)車商不熟悉的領(lǐng)域，Tesla的團(tuán)隊(duì)抓住了電池問(wèn)題的關(guān)鍵，利用自己的聰明才智解決了這個(gè)問(wèn)題。
我第一次見(jiàn)到Marc的時(shí)候就急不可耐地問(wèn)：大哥，您那些串并聯(lián)的數(shù)字，69并聯(lián)99串聯(lián)11并聯(lián)是怎么得來(lái)的?。縈arc大叔摸了摸自己在海灘上游泳時(shí)被太陽(yáng)曬得通紅的光頭，淡淡的道：DOE（design of experiment，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）。我一口鮮血差點(diǎn)就噴了出來(lái)。搞工程的人對(duì)這個(gè)概念應(yīng)該都很熟悉，就是窮舉所有的可能數(shù)字排列組合，然后選取其中一部分組合進(jìn)行仿真和實(shí)測(cè)，比較輸出的結(jié)果。
6831個(gè)電池，無(wú)窮無(wú)盡的DOE，他們做了一年的時(shí)間。如果沒(méi)干過(guò)工程的朋友想體會(huì)這個(gè)過(guò)程的困難的枯燥，可以參見(jiàn)《神雕俠侶》里面楊過(guò)在和小龍女分別的16年中和神雕在海中練劍的情景。一個(gè)聰明人，踏踏實(shí)實(shí)的長(zhǎng)期苦練內(nèi)功，最后的結(jié)果只能是一身驚人的藝業(yè)。
3. 造車架構(gòu)簡(jiǎn)化。Tesla剛開(kāi)始的時(shí)候早期團(tuán)隊(duì)的人對(duì)此并沒(méi)有明確的方向，他們并不知道自己能夠改變整個(gè)造車的理念和使用了上百年的架構(gòu)。不過(guò)基于對(duì)電動(dòng)汽車架構(gòu)和關(guān)鍵部件的分析，JB得出一個(gè)很重要的結(jié)論：電動(dòng)車的關(guān)鍵部件電池組和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)以及所有的電纜都可以集成到傳統(tǒng)汽車底盤大小的部分，跟傳統(tǒng)車相比大大節(jié)省了空間，而且以此為平臺(tái)，“everything above is your imagination space”（底盤上面的一切都是想象空間）。在Roadster里面這一點(diǎn)體現(xiàn)還不明顯，到了Model S和X就可以發(fā)現(xiàn)前蓋打開(kāi)都可以放很多行李，車內(nèi)容積比同樣體積的汽油車大很多。等到看完Model X的發(fā)布會(huì)之后，耐著性子聽(tīng)著給力哥磕磕巴巴的用他那比喬幫主爛10倍的口才發(fā)布比喬幫主任何產(chǎn)品都要給力50倍的Model X，我不禁感嘆，看來(lái)Tesla真的要把所有對(duì)手都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的甩在后面了5年了。
Tesla的兩位聯(lián)合創(chuàng)始人，Marc Tarpenning（左）和Martin Eberhart（右）
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